DE72157C - Selbstthätig wirkende Ueberwachungsvorrichtung für Maximalstrom verbrauch - Google Patents

Description

IiMSERLICHES

PATENTAMT.

Diejenigen elektrischen Lichtstationen, welche nach bestimmten Tarifsätzen (tarif ä forfait) elektrischen Strom abzugeben pflegen, verkaufen dem Abnehmer so viel Strom von genügender Stärke, als nöthig ist, um eine gewisse Anzahl von Lampen (oder sonstigen Empfängern) zu speisen, wobei diese gewisse Anzahl nach einem zwischen dem Verkäufer und dem Abnehmer getroffenen Uebereinkommen festgesetzt wird.

Dessenungeachtet kann der Abnehmer doch eine gröfsere. Anzahl von Lampen benutzen, als in dem. Vertrag festgesetzt ist, unter der Bedingung, dafs er eine oder mehrere Lampen ausschaltet und eben so viel an anderer Stelle einschaltet, so zwar, dafs immer nur die vertragsmäfsig bestimmte Lampenzahl eingeschaltet ist und folglich nicht mehr Strom verbraucht wird, als festgesetzt ist. Es kann diese Benutzung mittelst doppelter Umschalter bezw. Stromwender erreicht werden, welche einen der Stromkreise unterbrechen, sobald sie einen anderen Stromkreis schliefsen. Dieses Verfahren gestattet aber denjenigen Abonnenten, welche etwas mit der Elektrotechnik vertraut sind, Betrug auszuüben, d. h. mehr Lampen einzuschalten, als ihnen erlaubt ist.

Die vorliegende Vorrichtung ist nun dazu bestimmt, diesen Betrug dadurch zu verhindern, dafs sie die Anwendung dieser Stromwender unmöglich macht und nur die den Abnehmern erlaubte Anzahl von Lampen zum Erglühen zu bringen gestattet.

Die Vorrichtung wird gleich an der Eintrittsstelle des elektrischen Stromes in die Beleuch tungseinrichtung beim Abonnenten aufgestellt, so dafs sie den Betrieb dieser Einrichtung überwacht.

Die Wirkung der Ueberwachungsvorrichtung beruht auf der Anwendung eines mit den zu überwachenden Lampen in Reihe geschalteten Elektromagneten, welcher, sobald der ihn durchfliefsende Strom eine gewisse Stärke überschreitet, ein Uhrwerk in Bewegung setzt, das abwechselnd den Stromkreis schliefst und öffnet und somit auch die Lampen abwechselnd zum Brennen und zum Erlöschen bringt, wobei die Dauer des Erlöschtseins der Lampen gröfser ist als die des Brennens.

Bei jedesmaligem Schliefsen des Stromkreises wird der Elektromagnet vom Strom durchflossen. Erreicht dieser Strom eine gröfsere Stärke, als zur Speisung der vereinbarten Zahl Lampen nöthig ist, so zieht der Elektromagnet seinen Anker an, welch letzterer das Uhrwerk in Thätigkeit setzt. Dieses Uhrwerk wirkt auf einen Quecksilberstromunterbrecher ein ^und erzeugt dadurch eine Aufeinanderfolge von Stromschlüssen und Stromunterbrechungen. Werden die die vereinbarte Zahl überschreitende Lampe bezw. Lampen aus dem Stromkreise ausgeschaltet, so wird bei der nächsten, mittelst des Stromunterbrechers und des diesen bewegenden Uhrwerkes erzeugten Schliefsung des Stromkreises der Elektromagnet von einem Strom durchflossen, welcher zu schwach ist, um ein Anziehen des Ankers seitens des Elektromagneten bewirken zu können; das Uhrwerk wird dann stillstehen, der Stromkreis geschlossen sein und die Lampen werden brennen.

In beiliegender Zeichnung ist dieser Stromverbrauchsregler veranschaulicht, wovon Fig ι eine Vorderansicht (die Vorrichtung an der Wand befestigt gedacht, s. Fig. 7) zeigt.

Fig. 2 ist eine linksseitige Absicht,

Fig. 3 eine rechtsseitige Ansicht,

Fig. 4 eine Oberansicht,

Fig. 5 eine untere Ansicht und

Fig. 6 ein Schnitt durch die Achse des Elektromagneten bezw. Solenoids.

In Fig. 7 ist die Vorrichtung schematisch und in den Verbrauchsstromkreis eingeschaltet dargestellt.

Fig. 8 zeigt ebenfalls schematisch die Ansicht des Solenoids.

Die Ueberwachungsvorrichtung besteht aus einem Solenoid A, dessen Hohlkern H aus einem Messingrohr gebildet ist, welches an seinen beiden Enden durch Löthung mit zwei kreisförmigen Scheiben JJ¹ aus weichem Eisen verbunden ist.

Auf den Hohlkern ist zwischen den Scheiben ein isolirter Kupferdraht gewickelt, dessen Durchmesser entsprechend der Stärke des hindurchzuführenden Stromes bemessen ist. Die Anzahl der Windungen des Kupferdrahtes ist so gewählt, dafs die der Einschaltung einer weiteren zehnkerzigen Lampe entsprechend vergröfserte elektromotorische Kraft (die Anzahl der Volts, mit denen die Anlage arbeitet, kommt hier nicht in Betracht) ausreicht, um in senkrechter Richtung von oben nach unten einen Anker aus weichem Eisen oder einen Kolben E anzuziehen, welcher in den Hohlkern des Solenoids eindringt. Dieser Kolben (Rohr aus dünnem, weichem Eisen) ist seiner Länge nach von einer Metallstange durchzogen, deren oberes Ende in ein Führungsstück K ragt. Das letztere besteht aus einem zweimal im rechten Winkel z-förmig eingebogenen starken Messingband, dessen unteres Ende an der oberen Kreisscheibe des Solenoids angeschraubt ist, während dessen oberes, oberhalb des Hohlkernes umgebogenes Ende mit einem Loch versehen ist, in welchem der obere Theil der Metallstange freies Spiel hat. Das untere zugespitzte Ende der Metallstange stützt sich gegen das Ende eines flachen Armes L und wird durch einen daselbst angebrachten kleinen metallischen Führungsreifen am Abrutschen von dem Armende verhindert. Dieser flache Arm L ist an seinem anderen Ende zu einer Hülse ausgebildet, welche mittelst einer Stellschraube auf die Mitte der die Einfallklinke eines gewöhnlichen Pendeluhrwerkes B (System Japy oder anderes) tragenden Achse R befestigt ist. Von dem Pendeluhrwerk kommen hierbei nur das Räderwerk zum Inthätigkeitsetzen der Glocke, sowie das Federgehäuse nebst dessen Triebfeder in Anwendung. Das Uhrwerk ist auf der Grundplatte der Vorrichtung in der Richtung von oben nach unten (Fig. ι und 6) befestigt.

Die beiden Seitenwangen des Uhrwerkgehäuses sind an ihrem oberen Theil in waagrechter Richtung abgeschnitten, so dafs eine Verringerung der Höhe derselben eintritt, wodurch auch der Raum zur Unterbringung der Uhr ein kleinerer wird. Die Einfallachse R trägt den Hebel JV, gegen dessen Ende ein Stift ο stöfst, welcher an einer zur Ausrüstung des Läutewerkes gehörigen beweglichen Scheibe / nahe deren Umfang angebracht ist. Durch Drehung des Hebels JV um die Achse R erleidet auch das Ende des ersteren eine Lagenveränderung und es wird dabei je nach der Lage desselben der Stift 0 entweder dagegen stofsen oder frei werden, was entweder eine Sperrung oder eine Ingangsetzung des Uhrwerkes zur Folge hat.

Besagte Drehung des Hebels JV wird im gegebenen Augenblick durch die senkrechte Bewegung des Kolbens E des Solenoids herbeigeführt (wie Fig. 6 zeigt).

An einem Schraubenbolzen V, Fig. 2, ist-das eine Ende einer Schraubenfeder S befestigt, deren anderes Ende mit dem umgebogenen Ende eines kleinen, auf dem vorstehenden Theil der Achse R fest angebrachten Hebels JV¹ verbunden ist; diese Feder, deren Kraftausübung regelbar ist, hält den Hebel JV in derjenigen Lage fest, bei welcher er gegen den Stift 0 stöfst und daher das "Uhrwerk gesperrt hält.

Sobald der elektrische Strom eine gröfsere Stärke erreicht, als die gewöhnliche beträgt, wird der Kolben E, welchem in seitlicher Richtung nur wenig Raum zur Bewegung gegeben ist, in senkrechter Richtung nach unten gezogen, wobei das untere Ende der Metallstange so gegen das Ende von L drückt, dafs die Achse R sich genügend dreht, um den Stift 0 vom abwärts schwingenden Hebel JV zu befreien und somit das Uhrwerk in Gang zu bringen.

Die Achse P, welche bei den üblichen Uhrwerken den Glockenhammer trägt, wird durch ein Stiftrad X dadurch in schwingende Bewegung versetzt, dafs dessen Stifte einen an der Achse P angebrachten Daumen ρ anheben oder fallen lassen. Diese Achse P überträgt aber hier die ihr ertheilte schwingende Bewegung nicht auf einen Glockenhammer, sondern auf einen mit ihr verbundenen Arm t, dessen isolirtes Ende i¹ ein U-förmiges, nach unten gekehrtes Kupferblech ^, Fig. 7, trägt. Jedes der beiden umgebogenen Enden desselben ragt in ein eisernes, Quecksilber enthaltendes Gefäfsj/* bezw.y^x hinein. Je nachdem nun diese umgebogenen Enden des Kupferbleches in das Quecksilber hineintauchen oder aufser Berührung mit demselben kommen, werden der Hauptstromkreis sowie der darin eingeschaltete

Stromkreis des Solenoides entweder geschlossen oder geöffnet. Das Spiel dieses Schaltstöpsels ist daher demjenigen des Glockenhammers eines gewöhnlichen Pendeluhrwerkes ähnlich. Er hebt und senkt sich unter der Einwirkung eines hin- und herschwingenden Armes und erzeugt so abwechselnd eine Unterbrechung oder Schliefsung des Stromkreises. Die Unterbrechung erfolgt dabei plötzlich, so dafs die Funkenbildung auf das kleinste Mafs beschränkt ist; die Dauer der Stromunterbrechungen ist gröfser als diejenige der Stromschlüsse bezw. des Brennens. Um das Quecksilber vor Oxydation zu bewahren und die Funkenbildung noch weiter hintanzustellen, ist dasselbe mit einer dünnen Schicht feinen Oeles bedeckt. Die ganze Anordnung ist so getroffen, dafs, sobald der Stift ο des Rades / gegen den Hebel JV stöfst, der Schaltstöpsel % den Stromkreis geschlossen hält.

Die ganze Vorrichtung ist auf einer viereckigen Grundplatte D aus Holz befestigt, an welcher Klemmen C C¹, Fig. ι und 7, angebracht sind, wovon die eine den Eintrittsdraht, die andere den Austrittsdraht des Stromes aufnimmt. Die so befestigte Vorrichtung wird mit einer viereckigen Zinkkappe Q. bedeckt, welche sich genau passend auf einen in der Grundplatte vorgesehenen Rand legt und welche mit dieser Grundplatte in geeigneter Weise so verbunden wird, dafs der Zutritt zu der Vorrichtung Unbefugten unmöglich gemacht ist.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

Nachdem die Gefäfse yy zur Hälfte mit Quecksilber gefüllt und dieses mit. einer Schicht feinen Oeles bedeckt ist, werden die Leitungen des Stromkreises so angeordnet, wie Fig. 7 zeigt, d. h. die Vorrichtung wird einfach in Reihe in den Stromzuführungsdraht der Beleuchtungsanlage eingeschaltet. Dann zündet man sämmtliche gemäfs der Vereinbarung zulässige Lampen an und regelt die Zugkraft der Feder S so, dafs der durch das Solenoid geleitete Strom zu schwach ist, um das letztere seinen Kolbenanker anziehen zu lassen. Die Vorrichtung übt demzufolge keine Thätigkeit aus, der Schaltstöpsel % erhält den Stromkreis geschlossen und die Lampen brennend. Wird dann eine weitere Lampe eingeschaltet, so wird infolge der dadurch bedingten gröfseren Stromstärke das Solenoid gezwungen, seinen Anker anzuziehen und um einige Millimeter nach abwärts zu bewegen, wobei dieser gegen den Arm L stöfst und dadurch eine Drehung desselben sowie der Achse R und des Hebels JV bewirkt.

Jetzt ist die Sperrung des Scheibenrades / durch ihren Stift 0 aufgehoben und das Uhrwerk setzt sich in Gang; fast in demselben Augenblick giebt einer der Stifte des Stiftrades X den Daumen ρ der den Schaltstöpselarm tragenden Achse P frei, so dafs diese unter der Einwirkung einer Feder um einen gewissen Winkel gedreht wird. Durch diese Drehung wird der Schaltstöpselarm rasch gehoben, genau so, wie der Hammer eines Läutewerkes (wenn auch hier infolge der umgekehrten Stellung des Uhrwerkes der Arm sich hebt, anstatt auf die Glocke zu fallen), und die Folge davon ist eine Unterbrechung des Stromkreises und somit das Erlöschen der Lampen. Jetzt kehrt unter der Einwirkung der Feder S der Kolbenanker E und mit ihm auch der Hebel JV jeder in seine Anfangslage zurück und der darauffolgende Stift des Stiftrades X drückt den Daumen ρ und damit auch den Schaltstöpselarm t t^l nach unten, so dafs die Zweige des U-förmigen Stöpsels \ in das Quecksilber tauchen und so den Stromkreis von neuem schliefsen und dadurch die Lampen von neuem zum Brennen bringen. Dies hat wiederum eine vollständige Anziehung des Kolbenankers im Gefolge, sofern die überzählige Lampe noch im Stromkreis eingeschaltet blieb; das Uhrwerk setzt sich wieder in derselben Weise wie vorhin in Gang und der Strom wird durch das Heben des Stöpsels von neuem unterbrochen.

Diese Aufeinanderfolge von Beleuchtung und Dunkelheit setzt sich daher so lange fort, bis die überzählige Lampe mittelst besonderen Ausschalters aus dem Stromkreis ausgeschaltet wird. Bei der nächsten Schliefsung des Stromkreises hat dann infolge der Abnahme der Stromstärke der Strom nicht mehr so viel Kraft, um mittelst des Solenoides eine Anziehung des Ankers E zu bewirken, welcher bei der letzten Stromkreisunterbrechung gehoben worden war. Dieser Anker senkt sich also nicht mehr und der Hebel JV verharrt in seiner obersten Stellung, in welcher er gegen den Stift 0 von / stöfst, wodurch das Uhrwerk aufser Thätigkeit gesetzt ist, die Zweige des Stöpsels £ in das Quecksilber eingetaucht bleiben und der Stromkreis so lange geschlossen gehalten wird, bis von neuem eine weitere Lampe in denselben eingeschaltet oder eine unzeitige Erhöhung der Stromstärke herbeigeführt wird.

Ein auf der Achse des Rades / einseitig befestigtes Gewichtsstück W aus Messing hat den Zweck, den Hauptstromkreis zu unterbrechen und damit . die Lampen auszulöschen, wenn aus irgend welcher Ursache die das Uhrwerk treibende Kraft ihren Dienst versagt oder wenn, was leicht möglich, das Aufziehen der Uhr vergessen oder auch mit Absicht seitens des Abonnenten unterlassen worden ist, welcher, in Unkenntnifs der Einrichtung, sich durch das Aufserbetriebsetzen der Vorrichtung jeder Ueberwachung zu entziehen glaubt.

Wie aus der Zeichnung (Fig. 6) ersichtlich, hat das Gewichtsstück W infolge seiner Schwerkraft und der Lage seines Schwerpunktes das Bestreben, die Achse des Rades / um eine Viertelumdrehung herumzudrehen. Diese Viertelumdrehung entspricht genau der vollständigen Aufwärtsbewegung des Stöpsels \. Das Gewichtsstück W wird daher das Rad / in einer Lage festhalten, bei welcher der Stöpselarm 11¹ gehoben und der Stromkreis unterbrochen ist, und zwar so lange, als die das Uhrwerk treibende Kraft nicht im Stande ist, unter Ueberwindung der vom Gewicht W auf das Rad / ausgeübten Kraft dieses Rad / nebst Gewicht W so zu drehen, dafs der Stromkreis durch den Stöpsel ^ wieder geschlossen wird.

Bei der in Fig. 7 schematisch dargestellten Vorrichtung bezeichnen F und F¹ die dem Abonnenten zugeführten Hauptleitungsdrähte, während die mit F- bezeichneten Drähte zur Verbindung der einzelnen Theile der Vorrichtung mit einander dienen. Die Buchstaben /Z¹../⁴ bedeuten Lampen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Eine selbsttätig wirkende Ueberwachungsvorrichtung für Maximalstromverbrauch, bestehend aus einem in Reihe mit den zu überwachenden Lampen geschalteten Elektromagneten, dessen Anker, sobald der Magnet von einem Strom von gröfserer Stärke als dem zu liefernden durchflossen wird, mittelst geeigneter Vorrichtungen ein dem Gangwerk einer Uhr ohne Läutewerk ähnliches Gangwerk in Thätigkeit setzt, welches abwechselnd die Unterbrechung und Schliefsung des Stromkreises, d. h. abwechselnd das Erlöschen und Brennen der Lampen so lange bewirkt, als die Anzahl der eingeschalteten Lampen nicht wieder auf die zulässige Lampenzahl herabgemindert ist.

2. Bei der durch Anspruch 1. gekennzeichneten selbstthätig wirkenden Ueberwachungsvorrichtung für Maximalstromverbrauch:

a) ein Elektromagnet, bestehend aus einem Solenoid (A), dessen Wickelungsdraht eine der Stärke des zu liefernden Stromes genau entsprechende Länge und Dicke erhält, und in dessen Hohlkern ein Kolben (E) so angeordnet ist, dafs dieser sich entsprechend den Stromstärkeveränderungen auf- oder abbewegen kann;

b) ein Uhrwerken ähnliches Gang- oder Räderwerk, dessen Glockenhammer durch einen Arm (t t¹) ersetzt ist, welcher an seinem Ende einen U-förmigen Doppelschaltstöpsel (%) trägt, dessen zwei nach unten umgebogene Enden in entsprechende, Quecksilber enthaltende Gefäfse (y bezw. y¹) tauchen, welche mit dem elektrischen Strom in Verbindung stehen;

c) eine Vorrichtung zur Uebertragung der Bewegungen des Solenoidkolbens (E) auf die Achse (P) des Uhrwerkhammers bezw. des Armes (tt^l), bestehend aus einem die Stange des Kolbens (E) tragenden Arm (L), welcher auf der Einfallachse (R) des Uhrwerkes befestigt ist, und aus einem ebenfalls an letzterer angebrachten Hebel (N), dessen Ende gegen den Stift (0) eines durch ein Gewicht (W) einseitig belasteten Rades (I) so lange stöfst, als eine Feder (S) von regelbarer Zugkraft bei normalem Stromverbrauch den Hebel (N) im Gleichgewicht hält, während dieser Hebel (N) bei gröfserem Stromverbrauch den Stift (0) freigiebt und damit dem Räderwerk freien Lauf läfst, wobei der Stift eines Rades (X) die Achse (P) des Hammers bezw. des Armes (tt¹) in Drehung setzt, welcher den U-förmigen Schaltstöpsel (^) aufser Verbindung mit dem Quecksilber bringt und dadurch die Unterbrechung des Stromkreises so lange aufrecht erhält, bis der Schaltstöpsel von neuem zum Eintauchen in das Quecksilber veranlafst wird u. s. w., so dafs das abwechselnde Brennen und Erlöschen der Lampen erst dann aufhört, wenn die Zahl der eingeschalteten Lampen die vereinbarte Zahl nicht übersteigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.